[发明专利]新型陀螺寻北仪和寻北方法

摘要

本发明涉及一种新型陀螺寻北仪和寻北方法，新型陀螺寻北仪由陀螺（1）、角度调制器（2）、转盘（3）、光电编码器主光栅码盘（4）、光电编码器鉴向盘（5）、基座（6）、脚螺旋（7）、水准器（8）、底座（9）、电机（10）、传动机构（11）、调制信号源（12）、信号处理系统（13）几部分组成。本发明提供了一种利用角度调制器（2）对陀螺（1）施加周期性角运动调制信号，将直接测量陀螺（1）输出强度信号变为测量陀螺（1）输出频率信号，同时，采用同步跟踪方式，利用电机（10）保持角度调制器（2）的周期运动中心与北向重合，即ψ0=0，并以ψ0=0为闭环控制条件，构建陀螺寻北仪闭环系统的寻北方法。基于该寻北方法的陀螺寻北仪，由于采用角度调制和同步跟踪技术，大大降低了对陀螺技术指标的要求，提高了寻北仪寻北精度、抗干扰能力，可以实现快速、高精度的寻北。

主权项

新型寻北方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1）调制信号源（12）产生调制信号，发送给角度调制器（2）和信号处理系统（13），在调制信号的激励下角度调制器（2）的输出轴，关于角度调制器（2）的周期运动中心作周期性角运动ψ，周期性角运动ψ作用于陀螺（1）上，实现陀螺输入轴在水平面内，关于角度调制器（2）的周期运动中心作周期性角运动ψ；2）信号处理系统（13）对经过角度调制器（2）调制后的陀螺输出信号ω，进行隔直、滤波、选频放大、峰值采样，解调出角度调制器（2）的周期运动中心与北向的夹角ψ0所对应信号UOUT，并发送给电机（10）；其中UOUT为电压信号或数字量，ψ0为角度调制器的周期运动中心与北向夹角；3）电机（10）接收来自信号处理系统（13）发出的信号UOUT，进行一定方向的转动，其中转动角度与ψ0大小成正比，转动方向与ψ0的符号相反；传动机构（11）将电机（10）输出的转动按照一定的比例关系传递给转盘（3）与角度调制器（2），使角度调制器（2）的周期运动中心与北向重合，即ψ0=0；并将ψ0=0作为陀螺寻北仪闭环控制条件，实现陀螺寻北仪的闭环控制；其中ψ0为角度调制器的周期运动中心与北向夹角；4）转盘（3）在电机（10）的带动下发生转动，则安装在转盘（3）上的光电编码器主光栅码盘（4）和安装在基座（6）上的光电编码器鉴向盘（5）进行转盘（3）和基座（6）之间角度变化量测量，实现陀螺寻北仪基准边与北向夹角的测量，实现寻北仪的寻北功能。